一种窗口薄膜测试系统的制作方法

本发明涉及薄膜测试，尤其涉及一种窗口薄膜测试系统。

背景技术：

1、目前常见的窗口薄膜具有高强度、高硬度、高耐热性、高耐腐性和低热膨胀系数等特点，这种窗口薄膜是扫描透射软x射线显微成像技术(scanning transmission x-raymicroscopy，stxm)应用中十分理想的生物样品支持膜，利用同步辐射光源中的stxm技术可以对自然状态下的生物样品进行亚微米级的空间与化学分析。窗口薄膜还可作为真空窗口，隔开高真空的软x射线部分与大气压，用于生物活细胞研究，也可作为同步辐射光束线中的污染阻挡层。

2、然而，这种窗口薄膜的厚度很薄，有可能在高真空环境以及高压环境下发生破裂，为了验证窗口薄膜在高真空环境以及高压环境下能否正常工作，必须对窗口薄膜进行的耐压测试。

技术实现思路

1、本发明提供了一种窗口薄膜测试系统，通过测量图像中干涉条纹的半径确定待测区域的形变量，后续采用窗口薄膜进行实验等工作时，可以直接根据需要的形变量确定待测窗口薄膜在工作状态下时的所需要的气压，提供工作效率，并且防止待测窗口薄膜在实际工作状态下发生破裂。

2、根据本发明的一方面，本发明实施例提供了一种窗口薄膜测试系统，包括：

3、窗口薄膜成像装置、气压调节监测装置、薄膜固定装置和样品台；

4、薄膜固定装置用于固定待测窗口薄膜，且待测窗口薄膜与薄膜固定装置之间形成密封腔；薄膜固定装置具有透光窗口，透光窗口与待测窗口薄膜相对设置；

5、样品台设置于待测窗口薄膜远离透光窗口的一侧；样品台用于向待测窗口薄膜远离透光窗口的表面发射预设波段的光；

6、气压调节监测装置用于调节待测窗口薄膜两侧的气压差，使待测窗口薄膜的待测区域发生形变；

7、窗口薄膜成像装置用于通过透光窗口向待测窗口薄膜的待测区域发射预设波段的光，通过透光窗口获取待测窗口薄膜待测区域表面设置有液滴时的干涉条纹图像，并根据干涉条纹图像确定待测区域的形变量。

8、可选地，待测区域的形变量包括待测窗口薄膜凸起的高度；待测区域形变时与样品台接触；

9、窗口薄膜成像装置用于根据干涉条纹图像中的暗纹的半径与第一公式确定待测窗口薄膜凸起的高度，或者根据干涉调整图像中的亮纹的半径与第二公式确定待测窗口薄膜凸起的高度；

10、其中，第一公式为：

11、

12、第二公式为：

13、

14、其中，第λ是预设波段的光的波长；d是待测窗口薄膜的薄膜窗口的宽度；d为待测窗口薄膜凸起的高度，r是第k个暗纹的半径，r'是第k个亮纹的半径。

15、可选地，窗口薄膜测试系统还包括：

16、上位机；

17、上位机用于获取气压调节监测装置施加的气压，并获取窗口薄膜成像装置确定的形变量，根据多次获取的气压和形变量确定气压和形变量的对应关系；

18、上位机还用于获取样品台与窗口薄膜未形变时的第一距离，根据窗口薄膜工作时与样品台的位置关系和第一距离确定窗口薄膜的需求形变量，根据需求形变量，和气压与形变量的对应关系，确定需要向窗口薄膜施加的需求气压；其中，窗口薄膜工作时与样品台的位置关系包括窗口薄膜与样品台接触，窗口薄膜与样品台不接触以及窗口薄膜底部与样品台挤压。

19、可选地，窗口薄膜成像装置还用于获取待测窗口薄膜待测区域未设置液滴时的形变图像，根据形变图像确定待测窗口薄膜可承受的最大压力。

20、可选地，待测窗口薄膜成像装置包括光源模块和图像模块；

21、光源模块用于通过透光窗口向待测窗口薄膜的待测区域发射预设波段的光；

22、图像模块用于通过透光窗口获取待测窗口薄膜待测区域表面设置有液滴时的干涉条纹图像，并根据干涉条纹图像确定待测区域的形变量。

23、可选地，光源模块包括沿光路依次排列的光源、第一凸透镜、第二凸透镜、分光片和物镜；物镜设置于分光片邻近待测窗口薄膜的一侧，光源发射预设波段的光经第一凸透镜、第二凸透镜、分光片和物镜后，通过透光窗口照射到待测窗口薄膜上；

24、图像模块包括沿光路依次排列的滤光片、第三凸透镜和相机；由待测窗口薄膜和液滴反射预设波段的光，经物镜、分光片、滤光片和第三凸透镜后进入相机；

25、滤光片用于滤除环境光。

26、可选地，薄膜固定装置包括密封结构和支撑结构；密封结构位于待测窗口薄膜和支撑结构之间，支撑结构、密封结构和待测窗口薄膜之间的区域为密封腔，支撑结构设置有透光窗口。

27、可选地，气压调节监测装置用于向密封腔内注入气体，以调节待测窗口薄膜两侧的气压差；

28、气压调节监测装置包括阀门组和压力传感器组；阀门组和压力传感器组均与上位机电连接；阀门组用于调节向密封腔体内注入的气体的压力；压力传感器组用于测量气体压力；上位机用于根据压力传感组测量的气体值压力控制阀门组的开度。

29、可选地，阀门组包括调压阀、电子比例阀和电磁阀；压力传感器组包括第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器；

30、在调压阀和第三压力传感器之间依次排列第一压力传感器、电子比例阀、第二压力传感器和电磁阀；第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器均与上位机电连接；电子比例阀和电磁阀均与上位机电连接；

31、电子比例阀用于调节气压；电磁阀用于控制气路的通断。调压阀用于对气体进行减压调节；第一压力传感器用于测量经过调压阀调节的气体压力值；第二压力传感器用于测量经过电子比例阀调节的气体压力值；第三压力传感器用于测量经过电磁阀的气体压力值。

32、可选地，上位机与相机电连接；上位机用于显示相机获取待测窗口薄膜待测区域表面设置有液滴时的干涉条纹图像。

33、在本发明实施例所提供的技术方案中，样品台设置于待测窗口薄膜远离透光窗口的一侧，气压调节监测装置用于调节待测窗口薄膜两侧的气压差，使待测窗口薄膜的待测区域发生形变；样品台用于向待测窗口薄膜远离透光窗口的表面发射预设波段的光，窗口薄膜成像装置用于通过透光窗口向待测窗口薄膜的待测区域发射预设波段的光，通过透光窗口获取待测窗口薄膜待测区域表面设置有液滴时的干涉条纹图像，通过测量图像中干涉条纹的半径确定待测区域的形变量，后续采用窗口薄膜进行实验等工作时，可以直接根据需要的形变量确定待测窗口薄膜在工作状态下时的所需要的气压，提供工作效率，并且防止待测窗口薄膜在实际工作状态下发生破裂。

34、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种窗口薄膜测试系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的窗口薄膜测试系统，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的窗口薄膜测试系统，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求1所述的窗口薄膜测试系统，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的窗口薄膜测试系统，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的窗口薄膜测试系统，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的窗口薄膜测试系统，其特征在于，

8.根据权利要求3所述的窗口薄膜测试系统，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的窗口薄膜测试系统，其特征在于，

10.根据权利要求8所述的窗口薄膜测试系统，其特征在于，

技术总结本发明公开了一种窗口薄膜测试系统，系统包括:样品台设置于待测窗口薄膜远离透光窗口的一侧；样品台向待测窗口薄膜远离透光窗口的表面发射预设波段的光；气压调节监测装置用于调节待测窗口薄膜两侧的气压差；窗口薄膜成像装置用于通过透光窗口向待测窗口薄膜的待测区域发射预设波段的光，通过透光窗口获取待测窗口薄膜待测区域表面设置有液滴时的干涉条纹图像，并根据干涉条纹图像确定待测区域的形变量，本发明通过测量图像中干涉条纹的半径确定待测区域的形变量，后续采用窗口薄膜进行实验等工作时，可以直接根据需要的形变量确定待测窗口薄膜在工作状态下时的所需要的气压，提供工作效率，并且防止待测窗口薄膜在实际工作状态下发生破裂。技术研发人员：沈锐,许克标,贺羽受保护的技术使用者：国仪量子技术（合肥）股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9